Как инициируются межклеточные адгезии?Хотя клетки, составляющие наше тело, сами по себе являются функциональными единицами, они должны взаимодействовать друг с другом и с окружающей средой, чтобы выполнять все свои функции. Клетки прикрепляются друг к другу, а также к своему субстрату посредством физических контактов, называемых клеточными адгезиями. Помимо того, что они служат физическими связями, которые позволяют клеткам формировать ткани, клеточные адгезии также позволяют клеткам ощущать, сигнализировать и реагировать на физические или химические изменения в окружающей среде, а также взаимодействовать с соседними клетками.
Это, по крайней мере частично, связано со структурой участков адгезии или межклеточных соединений, которые проходят через поверхность клетки внутрь клетки. В местах соединения клетки с клеткой рецепторы адгезии на поверхности клетки связаны через адаптерные белки с цитоскелетом, структурным каркасом внутри клетки, состоящим из нитевидных белков, таких как актин. Эпителиальный кадгерин (Е-кадгерин) является основным белком рецептора адгезии, который образует выдающийся комплекс межклеточной адгезии, называемый адгезивным соединением.Традиционно считалось, что кластеры E-кадгерина сливаются, образуя толстый пояс вдоль клеточной мембраны между соседними клетками.
Считалось, что связывание отдельных белков E-кадгерина управляет адгезией, при этом кластеры формируются зависимым от адгезии образом, прежде чем слиться и стать равномерно распределенными во времени. Это долгое время было превалирующим представлением, основанным на традиционной микроскопии, которая ограничена в своей способности четко визуализировать такие маленькие структуры, как слипчивые соединения или кластер E-кадгерина.Однако недавние открытия исследователей MBI опровергают это мнение. Используя комбинацию передового метода визуализации, называемого микроскопией сверхвысокого разрешения, наряду с количественным анализом и мутационными исследованиями, доцент Ронен Зайдель-Бар, доцент Пакорн Канчанавонг и аспирант Яо Ву показали, что межклеточные адгезии инициируются небольшими кластерами около пяти молекул Е-кадгерина.
Визуализация со сверхвысоким разрешением позволила наблюдать наноразмерную архитектуру адгезивного соединения, и отслеживать отдельные кластеры E-кадгерина одинакового размера как в зарождающейся, так и в зрелой клеточно-клеточной адгезии. Кластер предшественника E-cadherin формируется независимо от адгезии, даже когда мутации предотвращают взаимодействия E-cadherin, указывая тем самым, что их образование зависит от альтернативного механизма.По мере того, как большее количество молекул E-кадгерина привлекалось из соседних клеток, кластеры становились плотнее, особенно в их ядре.
Однако кластеры E-cadherin никогда не увеличивались в размере и не сливались с образованием предполагаемого пояса. Вместо этого было замечено, что актиновый цитоскелет ограждает кластеры E-кадгерина, тем самым предотвращая их слияние.Эти недавно идентифицированные этапы сборки, организации и поддержания слипчивых соединений продвигают наше понимание того, как слипчивые соединения адаптируются к динамическим изменениям в поведении эпителиальных клеток.
Регулирование основных функций, таких как форма, движение и перестройка клеток, жизненно важно для поддержания целостности эпителия, а также важно для восстановления тканей при заживлении ран и болезней.